Физические

свойства

. Четыреххлористый титан в обычных условиях – мономолекуляриая легкоподвижная бесцветная жидкость, сильно дымящая на воздухе. В твердом состоянии он представляет собой белые кристаллы. Молекула TiCl4, согласно измерению электронной дифракции, – правильный тетраэдр, в центре которого находится атом титана.

Четыреххлористый титан плавится при –23° С, а кипит при 135,8° С (760 мм рт. ст.).

Получение

. Как известно, общий метод получения четыреххлористого титана заключается в хлорировании титансодержащих шлаков, чаще всего с последующим конденсированием образующихся паров хлористого титана.

Изучение процесса хлорирования окислов и карбида титана, титановых шлаков, содержащих различные другие окислы металлов, например окислы кальция и магния, показало, что хлорирование является сложным процессом, протекающим в две основные стадии. Первоначально происходит хлорирование низших окислов титана с образованием четыреххлористого титана и его двуокиси:

2TiO + 2Cl2 → TiCl4 + TiO2

а затем уже хлорирование TiO2.

Процесс взаимодействия хлора с двуокисью титана протекает в тонком сорбционном слое, образующемся вокруг части углерода и TiO2, причем, как предполагают Резниченко и Соломаха, хлорирующим агентом в этом слое является сорбционный комплекс типа СОСl2, который взаимодействует с TiO2, образуя TiCl4 и СО2. Двуокись углерода в зависимости от скорости газового потока может десорбироваться совместно с TiCl4. Примеси, находящиеся в титановом шлаке, например окись магния или кальция, играют в процессе хлорирования окислов титана активирующую роль. Механизм их влияния пока окончательно не выяснен, однако он, видимо, связан с ускорением десорбции четыреххлористого титана.

В зависимости от природы используемого для хлорирования титанового шлака в образующемся четыреххлористом титане может содержаться различное количество примесей – хлоридов других металлов, например хлоридов железа, алюминия, магния, марганца, кальция, кремния. В промышленных условиях все полученные хлориды подвергаются конденсации путем орошения их охлажденным четыреххлористым титаном. Полученный конденсат представляет собой пульпу, в которой находятся во взвешенном состоянии мелкодисперсные частицы твердых АlСl3, FeCl3 и др. Часть твердых хлоридов растворена в четыреххлористом титане.

Специфические свойства четыреххлористого титана создают определенные трудности при конструировании и изготовлении аппаратуры, используемой в этом производстве. Кроме того, ввиду наличия пульпы, образованной, как указывалось выше, вследствие содержания в четыреххлористом титане твердых хлоридов других металлов и жидкого четыреххлористого кремния, необходимо отделить последний от твердых примесей с помощью отстаивания, центрифугирования, фильтрации или ректификации. Удаление же из четыреххлористого титана таких примесей, как хлориды ванадия или оставшиеся в жидкости хлориды алюминия, вынуждает применять методы физико-химической очистки путем образования комплексных соединений за счет введения в жидкость медного порошка, влажного активированного угля с последующим отстаиванием и фильтрацией твердой фазы.

Наиболее характерным свойством жидкого TiCl4 и пульпы на его основе является способность четыреххлористого титана, имеющего весьма высокую упругость пара при нормальной температуре, под влиянием влаги воздуха давать хлористый водород и оксихлориды титана, представляющие твердые образования, в значительной степени, препятствующие нормальной транспортировке его по трубопроводам и газоходам.

Второй, не менее важной, особенностью четыреххлористого титана является его агрессивность к обычно применяемым в машиностроении сталям и футеровочным материалам. Поэтому при изготовлении аппаратуры в производстве TiCl4 применяются специальные стали.